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図面 (10)

課題

相電流計測でき、かつ漏電箇所からの漏洩電流回路を切断することなく計測できる実用性にすぐれた電源回路複合型計測装置を提供する。

解決手段

電源線15r,15s,15tにそれぞれ変流器CTを設け、これら変流器CTの測定値をそれぞれ相電流として捕らえるとともに、捕らえた各相電流の総和を求め、総和が以外のとき、総和を電源線15r,15s,15tのいずれかまたは負荷14に生じた漏電箇所からの漏洩電流として捕らえる。

概要

背景

一般に、3相3線式電源回路では、図6に示すように、3つの電源線のうちR,T相の2つにそれぞれ電流測定器たとえば変流器CTが設けられるとともに、3つの電源線に電圧測定器たとえば計器用変圧器PTが接続され、これら変流器CTおよび計器用変圧器PTの出力がユニバーサルパワーモニタ1に供給されることにより、ユニバーサルパワーモニタ1において、各相電流計測されるとともに各電源線線間電圧が計測される。

ユニバーサルパワーモニタ1における各相電流の計測の様子を示したのが図7および図8である。すなわち、図7に示すように、電流計測手段2および接続切換手段3があり、R相の変流器CTが電流計測手段2に接続されることでR相電流が計測され、T相の変流器CTが電流計測手段2に接続されることでT相電流が計測される。また、図8に示すように、R相の変流器CTとT相の変流器CTが直列に接続され、その直列回路が電流計測手段2に接続されることで、S相電流が計測される。

単相3線式の電源回路の場合は、3相3線式の場合と同じく、3つの電源線のうち2つにそれぞれ変流器CTが設けられ、かつ3つの電源線に計器用変圧器PTが接続されることにより、電流および線間電圧が計測される。

単相2線式の電源回路の場合は、図9に示すように、3つの電源線のうちの1つに変流器CTが設けられるとともに、2つの電源線に計器用変圧器PTが接続され、これら変流器CTおよび計器用変圧器PTの出力がユニバーサルパワーモニタ1に供給されることにより、ユニバーサルパワーモニタ1において、電流および電圧が計測される。

概要

相電流を計測でき、かつ漏電箇所からの漏洩電流回路を切断することなく計測できる実用性にすぐれた電源回路の複合型計測装置を提供する。

電源線15r,15s,15tにそれぞれ変流器CTを設け、これら変流器CTの測定値をそれぞれ相電流として捕らえるとともに、捕らえた各相電流の総和を求め、総和が以外のとき、総和を電源線15r,15s,15tのいずれかまたは負荷14に生じた漏電箇所からの漏洩電流として捕らえる。

目的

この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、相電流を計測でき、かつ漏電箇所からの漏洩電流を回路を切断することなく計測できる実用性にすぐれた電源回路の複合型計測装置を提供することにある。

また、この発明の目的は、相電流を計測でき、かつ漏電箇所からの漏洩電流を回路を切断することなく計測でき、しかも漏電箇所における絶縁抵抗の計測も可能な実用性にすぐれた電源回路の複合型計測装置を提供することにある。

さらに、この発明の目的は、相電流を計測でき、かつ漏電箇所からの漏洩電流を回路を切断することなく計測でき、しかも漏電箇所における絶縁抵抗を計測でき、さらには力率有効電力無効電力皮相電力積算電力の計測も可能な実用性にすぐれた電源回路の複合型計測装置を提供することにある。また、この発明の目的は、計測結果を外部に知らせることができる電源回路の複合型計測装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
4件

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請求項1

単相または複数相電源電圧複数本電源線により負荷に供給する電源回路において、前記各電源線にそれぞれ設けた電流測定器と、この各電流測定器の測定値をそれぞれ相電流として捕らえる相電流計測手段と、この相電流計測手段で捕らえた各相電流の総和を求め、総和が以外のとき、総和を前記各電源線のいずれかまたは前記負荷に生じた漏電箇所からの漏洩電流として捕らえる漏洩電流計測手段と、を具備したことを特徴とする電源回路の複合型計測装置

請求項2

単相または複数相の電源電圧を複数本の電源線により負荷に供給する電源回路において、前記各電源線にそれぞれ設けた電流測定器と、この各電流測定器の測定値をそれぞれ相電流として捕らえる相電流計測手段と、この相電流計測手段で捕らえた各相電流の総和を求め、総和が零以外のとき、総和を前記各電流測定器の測定点よりも負荷側に生じた漏電箇所からの漏洩電流として捕らえる漏洩電流計測手段と、を具備したことを特徴とする電源回路の複合型計測装置。

請求項3

請求項1および請求項2のいずれかに記載の電源回路の複合型計測装置において、前記各電源線における前記各電流測定器の測定点に設けられ、各電源線の線間電圧を測定する電圧測定器と、この電圧測定器の測定値および前記漏洩電流計測手段で捕らえた漏洩電流に基づき前記漏電箇所における絶縁抵抗を求める絶縁抵抗計測手段と、をさらに具備したことを特徴とする電源回路の複合型計測装置。

請求項4

請求項3に記載の電源回路の複合型計測装置において、前記各電流測定器の測定値および前記電圧測定器の測定値に基づき力率を求める力率計測手段と、前記各電流測定器の測定値、前記電圧測定器の測定値、および前記力率計測手段で求めた力率に基づき、前記測定点における有効電力を求める有効電力計測手段と、前記各電流測定器の測定値、前記電圧測定器の測定値、および前記力率計測手段で求めた力率に基づき、前記測定点における無効電力を求める無効電力計測手段と、前記有効電力計測手段で求めた有効電力および前記無効電力計測手段で求めた無効電力に基づき、前記測定点における皮相電力を求める皮相電力計測手段と、前記有効電力計測手段で求めた有効電力に基づき、前記測定点における積算電力を求める積算電力計測手段と、をさらに具備したことを特徴とする電源回路の複合型計測装置。

請求項5

請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の電源回路の複合型計測装置において、前記各計測手段の計測結果を報知する報知手段をさらに具備したことを特徴とする電源回路の複合型計測装置。

技術分野

0001

この発明は、電源回路における各種計測を行なう複合型計測装置に関する。

背景技術

0002

一般に、3相3線式の電源回路では、図6に示すように、3つの電源線のうちR,T相の2つにそれぞれ電流測定器たとえば変流器CTが設けられるとともに、3つの電源線に電圧測定器たとえば計器用変圧器PTが接続され、これら変流器CTおよび計器用変圧器PTの出力がユニバーサルパワーモニタ1に供給されることにより、ユニバーサルパワーモニタ1において、各相電流が計測されるとともに各電源線線間電圧が計測される。

0003

ユニバーサルパワーモニタ1における各相電流の計測の様子を示したのが図7および図8である。すなわち、図7に示すように、電流計測手段2および接続切換手段3があり、R相の変流器CTが電流計測手段2に接続されることでR相電流が計測され、T相の変流器CTが電流計測手段2に接続されることでT相電流が計測される。また、図8に示すように、R相の変流器CTとT相の変流器CTが直列に接続され、その直列回路が電流計測手段2に接続されることで、S相電流が計測される。

0004

単相3線式の電源回路の場合は、3相3線式の場合と同じく、3つの電源線のうち2つにそれぞれ変流器CTが設けられ、かつ3つの電源線に計器用変圧器PTが接続されることにより、電流および線間電圧が計測される。

0005

単相2線式の電源回路の場合は、図9に示すように、3つの電源線のうちの1つに変流器CTが設けられるとともに、2つの電源線に計器用変圧器PTが接続され、これら変流器CTおよび計器用変圧器PTの出力がユニバーサルパワーモニタ1に供給されることにより、ユニバーサルパワーモニタ1において、電流および電圧が計測される。

発明が解決しようとする課題

0006

電源回路において、各電源線のいずれかまたは負荷絶縁不良等による漏電が生じた場合、その漏電箇所からアース漏洩電流が流れる。この漏洩電流については、上記した変流器CT、計器用変圧器PT、ユニバーサルパワーモニタ1では計測が不可能である。

0007

漏洩電流を計測する手段としては、回路(電源線)を切断してそこに計測用電圧印加し、流れる電流を監視するのが一般的な方法であるが、回路を切断しなければならないという不具合がある。

0008

この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、相電流を計測でき、かつ漏電箇所からの漏洩電流を回路を切断することなく計測できる実用性にすぐれた電源回路の複合型計測装置を提供することにある。

0009

また、この発明の目的は、相電流を計測でき、かつ漏電箇所からの漏洩電流を回路を切断することなく計測でき、しかも漏電箇所における絶縁抵抗の計測も可能な実用性にすぐれた電源回路の複合型計測装置を提供することにある。

0010

さらに、この発明の目的は、相電流を計測でき、かつ漏電箇所からの漏洩電流を回路を切断することなく計測でき、しかも漏電箇所における絶縁抵抗を計測でき、さらには力率有効電力無効電力皮相電力積算電力の計測も可能な実用性にすぐれた電源回路の複合型計測装置を提供することにある。また、この発明の目的は、計測結果を外部に知らせることができる電源回路の複合型計測装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

第1の発明(請求項1)の電源回路の複合型計測装置は、単相または複数相電源電圧複数本の電源線により負荷に供給する電源回路において、上記各電源線にそれぞれ設けた電流測定器と、この各電流測定器の測定値をそれぞれ相電流として捕らえる相電流計測手段と、この相電流計測手段で捕らえた各相電流の総和を求め、総和が以外のとき、総和を上記各電源線のいずれかまたは上記負荷に生じた漏電箇所からの漏洩電流として捕らえる漏洩電流計測手段と、を備えている。

0012

第2の発明(請求項2)の電源回路の複合型計測装置は、単相または複数相の電源電圧を複数本の電源線により負荷に供給する電源回路において、上記各電源線にそれぞれ設けた電流測定器と、この各電流測定器の測定値をそれぞれ相電流として捕らえる相電流計測手段と、この相電流計測手段で捕らえた各相電流の総和を求め、総和が零以外のとき、総和を上記各電流測定器の測定点よりも負荷側に生じた漏電箇所からの漏洩電流として捕らえる漏洩電流計測手段と、を備えている。

0013

第3の発明(請求項3)の電源回路の複合型計測装置は、第1および第2の発明のいずれかにおいて、さらに、上記各電源線における上記各電流測定器の測定点に設けられ、各電源線の線間電圧を測定する電圧測定器と、この電圧測定器の測定値および上記漏洩電流計測手段で捕らえた漏洩電流に基づき上記漏電箇所における絶縁抵抗を求める絶縁抵抗計測手段と、を備える。

0014

第4の発明(請求項4)の電源回路の複合型計測装置は、第3の発明において、さらに、上記各電流測定器の測定値および上記電圧測定器の測定値に基づき力率を求める力率計測手段と、上記各電流測定器の測定値、上記電圧測定器の測定値、および上記力率計測手段で求めた力率に基づき、上記測定点における有効電力を求める有効電力計測手段と、上記各電流測定器の測定値、上記電圧測定器の測定値、および上記力率計測手段で求めた力率に基づき、上記測定点における無効電力を求める無効電力計測手段と、上記有効電力計測手段で求めた有効電力および上記無効電力計測手段で求めた無効電力に基づき、上記測定点における皮相電力を求める皮相電力計測手段と、上記有効電力計測手段で求めた有効電力に基づき、上記測定点における積算電力を求める積算電力計測手段と、を備える。

0015

第5の発明(請求項5)の電源回路の複合型計測装置は、第1ないし第4の発明のいずれかにおいて、さらに、上記各計測手段の計測結果を報知する報知手段を備える。

発明を実施するための最良の形態

0016

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。図1に示すように、3相交流電源10に電源変圧器11の1次側が接続され、その電源変圧器11の2次側主幹開閉器12および過電流遮断器13を介して負荷(例えば電気使用機械器具)14が接続される。

0017

負荷14は接地され、電源変圧器11の2次巻線は第2種接地される。電源変圧器11から負荷14にかけての通電線路は、R,S,T相の3つの電源線15r,15s,15tから成る。

0018

このような構成の電源回路において、電源変圧器11と主幹開閉器12との間の電源線15r,15s,15tの任意の箇所に、それぞれ電流測定器いわゆる変流器CTが設けられる。

0019

同じく電源変圧器11と主幹開閉器12との間の電源線15r,15s,15tにおいて、各変流器CTの測定点に計器用変圧器PTが設けられる。計器用変圧器PTは、電源線15r,15s,15tの線間電圧を測定する。

0020

そして、各変流器CTの出力および計器用変圧器PTの出力が計測器20に供給される。各変流器CT、計器用変圧器PT、および計測器20の具体的な接続構成図2に示している。

0021

計測器20は、次の[1]〜[9]の機能手段を備える。
[1]各変流器CTの測定値をそれぞれ相電流として捕らえる相電流計測手段。

0022

[2]相電流計測手段で捕らえた各相電流の総和を求め、総和が零以外のとき、総和を各変流器CTの測定点よりも負荷側に生じた漏電箇所からの漏洩電流として捕らえる漏洩電流計測手段。

0023

[3]計器用変圧器PTの測定値および上記漏洩電流計測手段で捕らえた漏洩電流に基づき、漏電箇所における絶縁抵抗を求める絶縁抵抗計測手段。
[4]各変流器CTの測定値および計器用変圧器PTの測定値に基づき力率を求める力率計測手段。

0024

[5]各変流器CTの測定値、計器用変圧器PTの測定値、および上記力率計測手段で求めた力率に基づき、上記測定点における有効電力を求める有効電力計測手段。

0025

[6]各変流器CTの測定値、計器用変圧器PTの測定値、および上記力率計測手段で求めた力率に基づき、上記測定点における無効電力を求める無効電力計測手段。

0026

[7]上記有効電力計測手段で求めた有効電力および上記無効電力計測手段で求めた無効電力に基づき、上記測定点における皮相電力を求める皮相電力計測手段。

0027

[8]上記有効電力計測手段で求めた有効電力に基づき、上記測定点における積算電力を求める積算電力計測手段。
[9]各計測手段の計測結果を後述するリモート処理ユニット31を介して外部に報知する報知手段。

0028

一方、主幹開閉器12と過電流遮断器13との間の電源線15r,15s,15tの任意の箇所に、それぞれ変流器CTが設けられる。同じく主幹開閉器12と過電流遮断器13との間の電源線15r,15s,15tにおいて、各変流器CTの測定点に計器用変圧器PTが設けられている。

0029

そして、各変流器CTの出力および計器用変圧器PTの出力が上記同じ構成の計測器20に供給される。各計測器20の計測結果は、リモート処理ユニット(ダイレクトディジタルコントローラDDC)31に送られ、そこから通信線32を介して監視装置33に送られる。監視装置33は、例えばパーソナルコンピュータであり、送られてくる計測結果、あるいはその計測結果に基づく異常等をディスプレイ表示する。

0030

つぎに、上記の構成の作用を説明する。電源線15r,15s,15tに流れる電流がそれぞれ変流器CTで測定され、その各測定値が計測器20において相電流として計測される。

0031

計測器20における各相電流の計測の様子を示したのが図3である。すなわち、図3に示すように、電流計測部21および接続切換部22があり、R相の変流器CTが電流計測部21に接続されることでR相電流が計測され、S相の変流器CTが電流計測部21に接続されることでS相電流が計測され、T相の変流器CTが電流計測部21に接続されることでT相電流が計測される。

0032

電源線15r,15s,15tや負荷14に漏電がない場合、計測される各相電流の総和が零となり、計測器20による漏洩電流の計測はなされない。いま、電源変圧器11と主幹開閉器12との間の電源線15r,15s,15tのうち、電源線15sのa点で絶縁不良による漏電が生じたと仮定する。

0033

この場合、漏電箇所aからアースに漏洩電流Iaが流れ、その漏洩電流Iaがアースを通して電源変圧器11の第2種接地に流れ込む。これに伴い、各相電流の総和が零から外れて漏洩電流Iaに等しくなる。計測器20では、各相電流の総和が零から外れたことにより、その総和を漏洩電流として捕らえる。

0034

計測器20における漏洩電流の計測の様子を示したのが図4である。すなわち、図4に示すように、R,S,T相のそれぞれ変流器CTが直列に接続され、その直列回路が電流計測部21に接続されることで、各相電流の総和つまり漏洩電流が計測される。

0035

こうして、漏洩電流Iaが計測されると、その旨が計測点位置を含めて監視装置33で報知される。この報知を見た監視員は、漏電の発生を察知するとともに、漏電箇所が電源変圧器11と主幹開閉器12との間における各変流器CTの測定点よりも負荷側にあることを察知する。

0036

また、負荷14のb点で絶縁不良による漏電が生じた場合には、その漏電箇所bからアースに漏洩電流Ibが流れ、その漏洩電流Ibがアースを通して電源変圧器11の第2種接地に流れ込む。

0037

これに伴い、各相電流の総和が零から外れて漏洩電流Ibに等しくなる。計測器20では、各相電流の総和が零から外れたことにより、その総和を漏洩電流として捕らえる。

0038

こうして、漏洩電流Ibが計測されると、その旨が計測点位置を含めて監視装置33で報知される。この報知を見た監視員は、漏電の発生を察知するとともに、漏電箇所が主幹開閉器12と過電流遮断器13との間における各変流器CTの測定点よりも負荷側にあることを察知する。

0039

なお、a点およびb点の両方で漏電が生じた場合には、a点の漏洩電流Iaとb点の漏洩電流Ibとの合計値(Ia+Ib)が電源変圧器11の第2種接地に流れ込む。

0040

このように、相電流を計測できることはもちろん、漏電箇所からの漏洩電流を回路(電源線)を切断することなく計測することができるので、電源回路の保守が容易となる。

0041

ところで、各計測器20では、漏洩電流の計測時、各計器用変圧器PTの測定値(線間電圧)から漏電箇所の対地電圧が判っており、その対地電圧が漏洩電流で除算されることにより、漏電箇所における絶縁抵抗が求められる。この絶縁抵抗も監視装置33で報知される。

0042

また、各計測器20では、各相電流、漏洩電流、線間電圧、絶縁抵抗の計測だけでなく、下記表1に示す演算の実行により、力率、有効電力、無効電力、皮相電力、積算電力などの計測も行なわれる。これら計測値についても監視装置33で報知される。

0043

0044

なお、上記実施例では、3相3線式の電源回路を例に説明したが、単相3線式や単相2線式の電源回路にも同様に適用可能である。すなわち、単相3線式の電源回路の場合は、3相3線式の場合と同じく、3つの電源線のそれぞれに変流器CTが設けられ、かつ3つの電源線に計器用変圧器PTが接続される。

0045

単相2線式の電源回路の場合は、図5に示すように、2つの電源線のそれぞれに変流器CTが設けられ、かつ2つの電源線に計器用変圧器PTが接続される。また、上記実施例では、電源線15r,15s,15tの2箇所に測定点を設けたが、測定点の数について限定はなく、電源回路の種類や規模などに応じて適宜に設定可能である。その他、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

発明の効果

0046

以上述べたようにこの発明によれば、各電源線にそれぞれ電流測定器を設け、これら電流測定器の測定値をそれぞれ相電流として捕らえるとともに、捕らえた各相電流の総和を求め、総和が零以外のとき、総和を各電源線のいずれかまたは負荷に生じた漏電箇所からの漏洩電流として捕らえる構成としたので、相電流を計測でき、かつ漏電箇所からの漏洩電流を回路を切断することなく計測できる実用性にすぐれた電源回路の複合型計測装置を提供できる。

0047

また、この発明によれば、上記の構成に加え、各電源線における各電流測定器の測定点に電圧測定器を設け、この電圧測定器の測定値および上記捕らえた漏洩電流に基づいて上記漏電箇所における絶縁抵抗を求める構成としたので、相電流を計測でき、かつ漏電箇所からの漏洩電流を回路を切断することなく計測でき、しかも漏電箇所における絶縁抵抗の計測も可能な実用性にすぐれた電源回路の複合型計測装置を提供できる。

0048

さらに、この発明によれば、上記の構成に加え、各電流測定器の測定値および電圧測定器の測定値に基づいて力率を求める力率計測手段と、各電流測定器の測定値、電圧測定器の測定値、および上記力率計測手段で求めた力率に基づいて上記測定点における有効電力を求める有効電力計測手段と、各電流測定器の測定値、電圧測定器の測定値、および上記力率計測手段で求めた力率に基づいて上記測定点における無効電力を求める無効電力計測手段と、上記有効電力計測手段で求めた有効電力および上記無効電力計測手段で求めた無効電力に基づいて上記測定点における皮相電力を求める皮相電力計測手段と、上記有効電力計測手段で求めた有効電力に基づいて上記測定点における積算電力を求める積算電力計測手段とを設けたので、相電流を計測でき、かつ漏電箇所からの漏洩電流を回路を切断することなく計測でき、しかも漏電箇所における絶縁抵抗を計測でき、さらには力率、有効電力、無効電力、皮相電力、積算電力の計測も可能な実用性にすぐれた電源回路の複合型計測装置を提供できる。

0049

また、この発明によれば、上記の構成に加え、各計測結果を報知する報知手段を備えたので、計測結果を外部に知らせることができる電源回路の複合型計測装置を提供できる。

図面の簡単な説明

0050

図1一実施例および電源回路の構成を示す図。
図2一実施例における各変流器、計器用変圧器、計測器の具体的な接続構成を示す図。
図3一実施例の計測器における各相電流の計測の様子を示す図。
図4一実施例の計測器における漏洩電流の計測の様子を示す図。
図5他の実施例における各変流器、計器用変圧器、計測器の具体的な接続構成を示す図。
図6従来装置の構成の一例を示す図。
図7図6におけるR相電流,T相電流の計測の様子を示す図。
図8図6におけるS相電流の計測の様子を示す図。
図9従来装置の構成の他の例を示す図。

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0051

10…3相交流電源
11…電源変圧器
12…主幹開閉器
13…過電流遮断器
14…負荷
15r,15s,15t…電源線
CT…変流器(電流測定器)
PT…計器用変圧器
20…計測器
21…電流計測部
22…接続切換部
33…監視装置

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